2) повышению чувствительности
3) снижению чувствительности (+)
4) увеличению отношения сигнал-шум
Пламенно-ионизационный детектор (ПИД, FID) регистрирует ионы, образующиеся при сгорании органических соединений в водородно-воздушном пламени. Электрический ток, возникающий между электродами, примерно пропорционален количеству восстановленного углерода, поступившего в пламя. Чувствительность детектора характеризует величину сигнала, приходящуюся на единицу концентрации или массы аналита.
Повышенное содержание воды в зоне пламени увеличивает теплоёмкость газовой смеси, снижает температуру горения и нарушает оптимальное соотношение водорода, воздуха и газа-носителя. Это приводит к уменьшению образования хемиионов и к эффекту тушения ионного сигнала; при высокой водной нагрузке возможно также нестабильное горение или затухание пламени. Поэтому при одинаковом количестве органического вещества регистрируемый ток становится ниже, то есть снижается чувствительность ПИДа.
Вода практически не даёт собственного аналитического отклика в FID, поэтому её избыток не повышает отношение сигнал–шум и не является причиной увеличения площади пика. Площадь пика конкретного аналита может уменьшаться вторично вследствие ослабления отклика, однако основным инструментальным эффектом считается снижение коэффициента чувствительности. Особенно заметно это при анализе водных проб, попадании влаги в газовые линии или нарушении условий подачи водорода и воздуха.
| Фактор | Основной механизм | Влияние на сигнал FID | Практический признак |
|---|---|---|---|
| Повышенная концентрация воды | Охлаждение пламени, разбавление реагирующих компонентов, тушение ионных процессов | Снижение чувствительности и уменьшение отклика на единицу массы аналита | Заниженная площадь пика при сохранении фактической концентрации вещества |
| Органическое соединение | Термическое разложение и образование ионов при сгорании | Формирование аналитического сигнала, приблизительно пропорционального содержанию углерода | Пик на хроматограмме с воспроизводимой площадью |
| Недостаточная подача водорода | Неполное или нестабильное горение | Ослабление сигнала, повышение его вариабельности | Нестабильная базовая линия, возможное затухание пламени |
| Недостаточная подача воздуха | Дефицит окислителя и неполное сгорание аналита | Снижение и воспроизводимости, и величины отклика | Изменение формы пиков и нестабильный фон |
| Избыток органического растворителя | Перегрузка пламенной зоны и временное нарушение условий горения | Нелинейность отклика, иногда расширение или искажение пиков | Отклонение градуировочной зависимости от линейности |
| Затухание пламени | Прекращение ионизации в рабочей зоне детектора | Практически полное исчезновение аналитического сигнала | Резкое падение базового тока и отсутствие пиков |
| Шум электронной системы и нестабильность потока | Случайные колебания базового сигнала, не связанные с концентрацией аналита | Ухудшение отношения сигнал–шум | Колебания базовой линии при неизменной пробе |
Таким образом, избыток воды влияет прежде всего на физико-химические условия работы пламени, а не на количество анализируемого вещества. При интерпретации результатов необходимо отличать снижение чувствительности от реального уменьшения концентрации аналита. Для контроля эффекта применяют холостые пробы, стандартные растворы и проверку стабильности потоков водорода, воздуха и газа-носителя. При выраженном влиянии влаги дополнительно оценивают герметичность газовых линий и эффективность подготовки образца.